【正文】 應(yīng)遵循下面幾個(gè)原則。 分析故障原因時(shí)應(yīng)注意： ① 思路 一定要 開闊，無論是數(shù)控系統(tǒng)、強(qiáng)電部分、還是機(jī)、液、氣等，只要將有可能引起故障的原因以及每一種可能解決的 方法全部列出來，進(jìn)行綜合、判斷和篩選； ② 在對故障進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，預(yù)測故障原因并擬定檢查的內(nèi)容、步驟和方法 ，制定故障排除方案 。 在充分調(diào)查現(xiàn)場掌握第一手材料的基礎(chǔ)上，把故障問題正確地列出來。 當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，維護(hù)維修人員進(jìn)行故障的確認(rèn)是很有必要的，特別是操作使用人員不熟悉機(jī)床的情況下，尤其重要。又如操作人員不按時(shí)按量給機(jī)床機(jī)械傳動系統(tǒng)加注潤滑油，易造成傳動噪聲或?qū)к壞Σ料禂?shù)過大，而使工作臺進(jìn)給超載。數(shù)控機(jī)床所發(fā)生的極大多數(shù)故障均屬此類故障，但應(yīng)區(qū)別有些故障并非機(jī)床本身而是外部原因所造成的。具體做法是：在手搖脈沖進(jìn)給方式中，可均勻地旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器，同時(shí)分別觀察比較 CRT顯示器上 Y軸、 Z 軸與 X 軸進(jìn)給數(shù)字的變化速率。還有在運(yùn)行機(jī)床某軸時(shí)發(fā)生異常聲響，一般也 無報(bào)警顯示等。通常， PLC報(bào)警發(fā)生的可能性要比 NC報(bào)警高得多。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢測到故障，即按故障的級別進(jìn)行處理，同時(shí)在 CRT上以報(bào)警號形式顯示該故障信息。在數(shù)控系統(tǒng)中有許多用以指示故障部位的警示燈，如控制操作面板、位置控制印制線路板、伺服控制單元、主軸單元、電源單元等部位以及光電閱讀機(jī)、穿孔機(jī)等外設(shè)裝置上常設(shè)有這類警示燈。另外，工作環(huán)境溫度過高或過低、濕度過大、電源波動與機(jī)械振動、有害粉塵與氣體污染等原因均可引發(fā)此類偶然性故障。有的文獻(xiàn)上稱此為“軟故障”。這一類故障現(xiàn)象極為常見。常見的軟件故障有：加工程序出錯(cuò)，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失、計(jì)算機(jī)的運(yùn)算出錯(cuò)等。另外，液壓、潤滑與氣動系統(tǒng)的故障主要是管路阻塞或密封不良，引起泄漏，造成系統(tǒng)無法正常工作。常見的主機(jī)故障有：因機(jī)械安裝、調(diào)試及操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動故障與導(dǎo)軌副摩擦過大故障。 數(shù)控系統(tǒng)備件的配制要根據(jù)實(shí)際情況，通常一些易損的電氣元器件如各種規(guī) 格的熔斷器、保險(xiǎn)絲、開關(guān)、電刷，還有易出故障的大功率模塊和印刷電路板等，均是應(yīng)當(dāng)配備的 。 （ 8） 化學(xué)用品 松香、純酒精、清潔觸點(diǎn)用噴劑、潤滑油等。旋具宜采用樹脂或塑料手柄為宜。 2. 常用 維修用器具 中國最大的管理資源中心 第 10 頁 共 32 頁 （ 1） 電烙鐵 最常用的焊接工具，一般應(yīng)采用 30W 左右的尖頭、帶接地保護(hù)線的內(nèi)熱式電烙鐵，最好使用恒溫式電烙鐵。有些帶圖形 功能的編輯器還可顯示 PLC 梯形圖。如： SIEMENS 的 PG7 PG750、 PG865,OMRON 的 GPC01～ GPC0PRO13～ PRO27 等。根據(jù)測量值可以調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)的電子齒輪比、反向間隙等主要參數(shù)，以 恢復(fù)機(jī)床精度。 （ 3） 數(shù)字轉(zhuǎn)速表 轉(zhuǎn)速表用于測量與調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速，以及調(diào)整系統(tǒng)及驅(qū)動器的參數(shù)，可以使編程的理想主軸轉(zhuǎn)速理與實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速相符，它是主軸維修與調(diào)整的測量工具之一。數(shù)控機(jī)床是精密設(shè)備，不同的故障，所需要的維修工具亦不盡相同。維修人員應(yīng)熟悉各種常用的元器件， 一旦需要，能夠較快地查閱有關(guān)元器件的功能、參數(shù)及使用型號，能對一些專用器件生產(chǎn)廠家及訂貨編號。這些功能部件，其生產(chǎn)廠家一般都提供較完整的使用說明書，機(jī)床生產(chǎn)廠家應(yīng)將其提供給用戶，以便功能部件發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行維修的參考。如果完整的話，一般包括如下資料： ① PLC裝置及其編程器的連接、編程、操作方面的技術(shù)說明書 ； ② PLC用戶程序清單或梯形圖 ； ③ I/O地址及意義清單 ； ④ 報(bào)警文本以及 PLC的外部連接圖。能熟練地通過報(bào)警信息確定故障范圍，對系統(tǒng)供維修的檢測點(diǎn)進(jìn)行測試，充分利用隨機(jī)的系統(tǒng)診斷功能。對于重大的數(shù)控機(jī)床故障維修，應(yīng)具備以下技術(shù)資料： (1) 數(shù)控機(jī)床使用說明書 它是由機(jī)床廠家編制并隨機(jī)床提供的資料。做到如下幾點(diǎn)： ①動手前應(yīng)仔細(xì)思考、觀察，找準(zhǔn)切入點(diǎn)；②動手過程要做好記錄，尤其是對于電器元件的安裝位置、導(dǎo)線號、機(jī)床參數(shù)、調(diào)整值等都必須做好明顯的標(biāo)記，以便恢復(fù)；③維修完成后，應(yīng)作好“收尾”工作，如：將機(jī)床、系統(tǒng)的罩殼、緊固件安裝到位；將電線、電纜整理整齊等。此外，為了判斷故障原因，維修過程可能還需要編制相應(yīng)的加工程序，對機(jī)床進(jìn)行必要的運(yùn)行試驗(yàn)與工件的試切削。而每臺數(shù)控機(jī)床，其內(nèi)部各部分之間的聯(lián)系緊密，故障涉及面很廣，而且有些現(xiàn)象不一定反映出了故障產(chǎn)生的原因，作為維修人員，一定要透過故障的表象，通過分析故障產(chǎn)生的過程，針對 各種可能產(chǎn)生的原因，仔細(xì)思考分析，迅速找出發(fā)生故障的根本原因并予以排除。 (4) 善于學(xué)習(xí)，勤于學(xué)習(xí)，善于思考。 (3) 具有一定的外語基礎(chǔ)和專業(yè)外語基礎(chǔ)。主要有如下方面：① 掌握或了解計(jì)算機(jī)原理、電子技術(shù)、電工原理、自動控制與電動機(jī)拖動、檢測技術(shù)、機(jī)械傳動及機(jī)加工工藝方面的基礎(chǔ)知識 ②既要懂電、又要懂機(jī)。 應(yīng)有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德。因此，聯(lián)動軸的數(shù)量是衡量數(shù)控機(jī)床性能的重要技術(shù)指標(biāo)。這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床控制刀具移動軌跡的根本目的。 ③ 數(shù)控裝置根據(jù)擬合折線的軌跡，給相應(yīng)的坐標(biāo)軸連續(xù)不斷地分配進(jìn)給脈沖，并通過伺服驅(qū)動使機(jī)床坐標(biāo)軸按分配的脈沖運(yùn)動。 2. 數(shù)控加工的原理 在傳統(tǒng)的金屬切削機(jī)床上，加工零件時(shí)需要操作者根據(jù)圖樣的要求，通過不斷改變刀具的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動速度等參數(shù)，使刀具對工件進(jìn)行切削加工，最終加工出合格零件。它通常由 PLC 和強(qiáng)電控制回路構(gòu)成， PLC 在結(jié)構(gòu)上可以與 CNC 一體化（內(nèi)置式 PLC），也可以相對獨(dú)立（外置式 PLC）。 由于先進(jìn)的伺服都采用了數(shù)字式伺服驅(qū)動技術(shù)（稱為數(shù)字伺服），伺服驅(qū)動和數(shù)控裝置間一般都采用總線進(jìn)行連接；反饋信號在大多數(shù)場合都是與伺服驅(qū)動進(jìn)行連接，并通過總線傳送到數(shù)控裝置。目前數(shù)控系統(tǒng)大部分采用計(jì)算機(jī)數(shù)控（即 CNC），圖中的輸入 /輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動和反饋裝置構(gòu)成的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，作用在上面已經(jīng)敘述。 ④ 在運(yùn)動過程中，數(shù)控系統(tǒng)需要隨時(shí)檢測機(jī)床的坐標(biāo)軸位置、行程開關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求相比較，以決定下一步動作，直到加工出合格的零件。為了了解數(shù)控機(jī)床的基本組成，首先需要分析數(shù)控機(jī)床加工零件的工作過程。 PLC 具有響應(yīng)快、性能可靠、使用方便、編程和調(diào)試容易等特點(diǎn)，并可直接驅(qū)動部分機(jī)床電器，因此，被廣泛用來作為數(shù)控設(shè)備的輔助控制裝置。在早期的數(shù)控系統(tǒng)上，位置控制部分一般與 CNC 制成一體，伺服驅(qū)動只進(jìn)行速度控制，因此，伺服驅(qū)動又常稱為速度控制單元。簡言之，它是一種能夠自動跟隨目標(biāo)位置等物理量的控制裝置。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)控制，因此，可以認(rèn)為 NC 和 CNC 的含義完全等同。 總之，數(shù)控系統(tǒng)的組成決定于控制系統(tǒng)的性能和設(shè)備的具體控制要求，其配置和組成具有很大的區(qū)別，除加工程序的輸入 /輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動這三個(gè)最基本的組成部分外，還可 中國最大的管理資源中心 第 3 頁 共 32 頁 能有更多的控制裝置。 以上是數(shù)控系統(tǒng)最基本的組成部分。 （ 3） 伺服驅(qū)動 伺服驅(qū)動通常由伺服放大器（亦稱驅(qū)動器、伺服單元）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。它經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算后生成，提供給伺服驅(qū)動，經(jīng)驅(qū)動器放大，最終控制坐標(biāo)軸的位移。 （ 2） 數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。 （ 1） 輸入 /輸出裝置 輸入 /輸出裝置的作用是進(jìn)行數(shù)控加工或運(yùn)動控制程序、加工與控制數(shù)據(jù)、機(jī)床參數(shù)以及坐標(biāo)軸位置、檢測開關(guān)的狀態(tài)等數(shù)據(jù)的輸入、輸出。計(jì)算機(jī)是集成的工具，計(jì)算機(jī)輔助的自動化單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ)，信息和數(shù)據(jù)的交換及共享是集成的橋梁，最終形成的產(chǎn)品，可以看成是信息和數(shù)據(jù)的物質(zhì)體現(xiàn)。 隨著科技發(fā)展，為了適應(yīng)市場需求多變的形勢，對現(xiàn)代制造業(yè)來說，不僅需要發(fā)展車間制造過程的自動化，而且要實(shí)現(xiàn)從市場預(yù)測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造直到 中國最大的管理資源中心 第 2 頁 共 32 頁 產(chǎn)品銷售的全面自動化。 FMC不僅是現(xiàn)了工序的集中和工藝的復(fù)合，而且通過工作臺（托盤）的自動交換和較完善的自動監(jiān)測、監(jiān)控功能，可以進(jìn)行一定時(shí)間的無人化加工，從而進(jìn)一步提高了設(shè)備的加工效率。 帶有自動換刀裝置 ATC（ Automatic Tool Changer— ATC）的數(shù)控機(jī)床（帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)控車床除外）稱為加工中心（ Machine Center— MC）。 采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床（ NC機(jī)床）。 中國最大的管理資源中心 第 1 頁 共 32 頁 第 1 章 數(shù)控機(jī)床的維修維護(hù)基礎(chǔ) 數(shù)控機(jī)床基本概念 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床 數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（ Numerical Control— NC），是利用數(shù)字化信息對機(jī)械運(yùn)動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體成為數(shù)控系統(tǒng)（ Numerical Control System），數(shù)控系統(tǒng)的核心是數(shù)控裝置（ Numerical Controller）。 數(shù)控機(jī)床種類繁多，有鉆銑鏜床類、車削類、磨削類、電加工類、鍛壓類、激光加工類和其他特殊用途的專用數(shù)控機(jī)床等等，凡是采用了數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床統(tǒng)稱為NC機(jī)床。 在加工中心的基礎(chǔ)上，通過增加多工作臺（托盤）自動交換裝置（ Auto Pallet Changer— APC）以及其他 相關(guān)裝置，組成的加工單元稱為柔性加工單元（ Flexible Manufacturing Cell— FMC）。 FMS不僅可以進(jìn)行長時(shí)間的無人化加工，而且可以實(shí)現(xiàn)多品種零件的全部加工和部件裝配，實(shí)現(xiàn)了車間制造過程的自動化，它是一種高度自動化的先進(jìn)制造系統(tǒng)。在 CIMS中，不僅是生產(chǎn)設(shè)備的集成，更主要的是以信息為特征的技術(shù)集成和功能集成。因此，作為數(shù)控系統(tǒng)的最基本組成應(yīng)包括：程序的輸入 /輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動這三部分。作為外圍設(shè)備，計(jì)算機(jī)是目前常用的輸入 /輸出裝置之一。 在這些控制信息和指令中，最基本的是坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量指令。在數(shù)控系統(tǒng)中，它們是通過接口，以信號的形式提供給外部輔助控制裝置，由輔助控制裝置對以上信號進(jìn)行必要的編譯和邏輯運(yùn)算，放大后驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器件，帶動機(jī)床機(jī)械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的動作。伺服放大器的形式?jīng)Q定于執(zhí)行器件，它必須與驅(qū)動電動機(jī)配套使用。對于先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)，有時(shí)甚至采用計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)的人機(jī)界面和數(shù)據(jù)的管理、輸入 /輸出設(shè)備，從而使數(shù)控系統(tǒng)的功能更強(qiáng)、性能更完善。 （ 1） NC（ CNC） NC 與 CNC 分別是數(shù)控（ Numerical Control）與計(jì)算機(jī)數(shù)控（ Computerized Numerical Control）的常用英文縮寫。按日本 JIS 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的術(shù)語，它是“以物體的位置、方向、狀態(tài)作為控制量，追蹤目標(biāo)值的任意變化的控制機(jī)構(gòu)”。 伺服驅(qū)動不 僅可以和數(shù)控裝置配套使用，而且還可以單獨(dú)作為一個(gè)位置（速度） 隨同系統(tǒng) 使用，故也常稱為伺服系統(tǒng)。因此，在數(shù)控機(jī)床上， PC、 PLC、 PMC 具有完全相同的含義。 數(shù)控機(jī)床的組成與加工原理 1. 數(shù)控機(jī)床的基本組成 數(shù)控機(jī)床是最典型的數(shù)控設(shè)備。 ③ 數(shù)控裝置對輸入的程序（代碼）進(jìn)行譯碼、運(yùn)算處理，并向各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動裝置和輔助機(jī)能控制裝 置發(fā)出相應(yīng)的控制信號，以控制機(jī)床的各部件的運(yùn)動。 圖 1— 1 中的虛線框部分統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床主機(jī)的 加工控制。檢測裝置的安裝、檢測信號反饋的位置，決定于數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，伺服內(nèi)裝式脈沖編碼器、測速機(jī)以及直線光柵等都是較常用的檢測部件。其主 要作用是接受數(shù)控裝置輸出的主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和啟停指令；刀具選擇交換；冷卻、潤滑裝置的啟停指令；工件和機(jī)床部件的松開、夾緊工作臺轉(zhuǎn)位等輔助指令信號，以及機(jī)床上檢測開關(guān)的狀態(tài)等信號，經(jīng)必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后直接驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行元件，帶動機(jī)床機(jī)械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的動作。機(jī)床機(jī)械部件包括床身、箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)等。